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最新輪式機器人電機驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計-資料下載頁

2025-06-30 03:46本頁面
  

【正文】 電阻; n0、△n——理想空載轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速降; n電動機轉(zhuǎn)速。 分析上式可得,當(dāng)分別改變 UN 和 Rad 時,可以得到不同的轉(zhuǎn)速 n,從而實現(xiàn)對速度的調(diào)節(jié)。由于 Φ =F(If),當(dāng)改變勵磁電流 If 時,可以改變磁通量ΦN 的大小,從而達到變磁通調(diào)速的目的。但由于勵磁線圈發(fā)熱和電動機磁飽和的限制,電動機的勵磁電流 If 和磁通量 ΦN 只能在低于其額定值的范圍內(nèi)調(diào)節(jié),故只能弱磁調(diào)速。而對于調(diào)節(jié)電樞外加電阻 Rad 時,會使機械特性變軟,導(dǎo)致電機帶負(fù)載能力減弱。于他勵直流電機來說,當(dāng)改變電樞電壓 UN 時,分析人為機械特性方程式,得到人為特性曲線如圖 16 所示:安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文14圖 12 直流電機機械特性曲線如圖 15 所示,理想空載轉(zhuǎn)速 n0 隨電樞電壓升降而發(fā)生相應(yīng)的升降變化。不同電樞電壓的機械特性曲線相互平行,說明硬度不隨電樞電壓的變化而改變,電機帶負(fù)載能力恒定。當(dāng)我們平滑調(diào)節(jié)他勵直流電機電樞兩端電壓時,可實現(xiàn)電機的無級調(diào)速?;谝陨咸匦裕淖冸姌须妷?,實現(xiàn)對直流電機速度調(diào)節(jié)的方法被廣泛采用。安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文154 機器人運動控制介紹根據(jù)以上技術(shù)及專業(yè)知識分析,此系統(tǒng)以 STC89C52 單片機為核心,采用兩塊 L298N 驅(qū)動芯片分別驅(qū)動兩個直流電機,通過 PWM 脈寬調(diào)速控制直流電機轉(zhuǎn)速。整體采用三輪機械設(shè)計,前面設(shè)計兩輪差速控制方向,后輪可采用兩輪從動,也可采用萬向輪做支撐。電源采用分開供電方式,用兩塊電池包分別為電機和單片機供電。 外圍電路拓展要實現(xiàn)機器人的運動控制,就要求其要具備基本的前進后退,左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)以及避開障礙物的能力,這些功能要求其自主完成。下面介紹機器人避障功能的實現(xiàn)。機器人避障有一下三種基本情況。第一種正前方障礙避障;第二種左側(cè)障礙避障;第三種右側(cè)障礙避障。所以要實現(xiàn)以上三種避障功能,需要在小車上至少安裝三組紅外對管,一個安裝在正前方,另外兩個安裝在小車前方,方向向外偏 30 度到 45 度角,具體角度需要實物調(diào)試。,當(dāng)前方暈倒障礙物時,可設(shè)定其規(guī)律性左轉(zhuǎn)避障,左轉(zhuǎn)一定的角度,前進一定的距離,如此重復(fù)運動,當(dāng)前方不在有障礙物時,再按照之前轉(zhuǎn)動的角度和次數(shù)右轉(zhuǎn),成功避開障礙物時再按照原始方向前進。,前方左側(cè)紅外探頭檢測到障礙物時,可設(shè)定其規(guī)律定右轉(zhuǎn)一定角度,再前進一定距離,若不再檢測到障礙物時,再讓機器人按照原來轉(zhuǎn)動的角度和次數(shù)左轉(zhuǎn),以便回到以前的方向運行。,設(shè)定其一律左轉(zhuǎn)。左轉(zhuǎn)前進交替進行,直到不再檢測到障礙信號為止,再按照左轉(zhuǎn)的角度和次數(shù)右轉(zhuǎn),回到原來的方向上運動。 實際上除了以上三種情況,還有可能兩個或者三個紅外對管都檢測到障礙信號。若左側(cè)和前方對光管同時檢測到信號,則規(guī)定其按照第 2 中情況作出相安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文16應(yīng)動作。若右側(cè)和前方同時檢測到信號,則按照第三種情況處理。若三個管子同時檢測到信號,則程序控制機器人停止前進,并后退一一段距離至信號消失,再按照情況 3 處理。如下圖 13 所示為紅外對管發(fā)射和接收管實物圖。紅外發(fā)射管發(fā)射紅外光信號,當(dāng)遇到障礙物時,其發(fā)射的紅外光會反射給接收管,此時電力路接收到障礙物信號,信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘査徒o單片機處理,做出相應(yīng)動作。 圖 13 紅 外 發(fā) 光 和 接 收 對 管 圖 14 主 板 設(shè) 計 框 圖Stc89c52時鐘電路復(fù)位電路電機驅(qū)動電路路 diandianlu 避障紅外對管安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文17啟動前進障礙?停止壁障?停止?YNNY圖 15 機 器 人 運 動 控 制 流 程 圖表 5 元 器 件 清 單原件 數(shù)量 原件 數(shù)量 原件 數(shù)量直流電機 2 只 電阻 若干 L298N 2 只單片機 一塊 二極管 若干 電容 若干紅外對管 3 只 電位器 若干 12MHz 晶振 1 只玩具車框架 一個 排針 若干 固定綁線 若干安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文18圖 16 電 機 驅(qū) 動 電 路 圖安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文195 總結(jié)此系統(tǒng)是以 STC89C52 單片機為核心的輪式機器人驅(qū)動系統(tǒng)。采用 L298N 電機驅(qū)動芯片及 PWM 技術(shù)基本實現(xiàn)機器人啟停轉(zhuǎn)向速度控制,另外通過對外圍電路的拓展增加了系統(tǒng)的循跡和避障功能,使整個系統(tǒng)功能更加完善。通過此次設(shè)計我掌握了以前不熟悉的知識,認(rèn)識了很多新的東西。使我認(rèn)識了自己在很多方面的欠缺不足。安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文20致謝經(jīng)過查閱眾多專家老師的文獻資料,整理編寫了這樣一篇輪式機器人驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計論文。在構(gòu)思過程中,指導(dǎo)老師和同學(xué)給予了很多寶貴的意見和建議,在設(shè)計過程中,陳老師教會了我思考問題解決問題的方法,在設(shè)計所需資料及環(huán)境上給與了大力支持和幫助。在此我對陳老師表示真摯的感謝!同時感謝所有幫助過我的同學(xué)!感謝老師抽出寶貴的時間對本文評閱!安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文21 參考文獻[1]. 單片機 C語言程序設(shè)計完全自學(xué)手冊[M]. 電子工業(yè)出版社,:1200.[2]. 單片機 C語言應(yīng)用 100例[M]. 電子工業(yè)出版社。:145300.[3]. 單片機基礎(chǔ)及應(yīng)用[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2022:94103.[4] [M]. 杭州::124174.[5] 聶詩良 .李磊民. 采用單片機發(fā)送并接收紅外遙控信號的方法 [J]. 信息技術(shù).2022,28(2):2196.[6] 施新華, 利用單片機實現(xiàn)的紅外遙控技術(shù).[J]. ,9(3):6971.[7]. 基于 HCS12單片機的智能尋跡模型車的設(shè)計與實現(xiàn)[J].學(xué)術(shù)期刊.2022,29(18):15351955.[8]王曉明. 電動機的單片機控制[J]. ,13(15):13221755.[9]何立民,單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計[M]. 北京:航天航空大學(xué)出版社,2022:46~50.[10]李廣弟, 單片機基礎(chǔ)[M], 北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2022:56~64.[11]Yamato I , et al 1 New conversion system for UPS using high fre2quency link[J ]1 IEEE PESC ,1988 :210320.[12]Yamato I , et al 1 High frequency link DC/ AC converter for UPSwith a new voltage clamper[J ]1IEEE PESC ,1990 :52105.[13]LM79XXseriesterminal Negative Regulators National Semiconductor
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